光伏电站施工及调试流程相关知识介绍

光伏电站施工及调试流程相关知识介绍2012年01月16日刘立军,目录,2,概述光伏电站相关术语介绍光伏电站施工合同解读设计方案现场采购土建施工电气施工电气试验前期准备阶段调试阶段带负荷调试开关柜五防调试 工程验收倒送电及并网发电需满足条件运行组织机构简介试运行,并网光伏电站 逆变器光伏组件光伏跟踪系统方阵光伏支架汇流箱,方案介绍主要设备介绍电力系统三道防线电气设备安装准备阶段电气施工阶段,方案介绍主要设备介绍电力系统三道防线电气设备安装准备阶段电气施工阶段,方案介绍主要设备介绍电力系统三道防线电气设备安装准备阶段电气施工阶段,一、 概述,光伏电站建设一般经过以下几个阶段：投资方办理电站建设相关批复手续、施工招标；设计院进行土建和电气设计；施工单位进行土建和电气施工，包括系统设备电气试验、倒送电、并网发电、试运行等步骤；承包单位根据各自的承包合同进行以上某些分项的实施。以青海乌兰柴达木20MWp光伏电站为例介绍施工及调试相关知识，主要包括：合同解读、设计方案；现场补充采购设备；土建与电气施工；试验、验收、工程资料整理等；倒送电、并网发电、试运行。,3,二、光伏电站相关术语介绍,1、并网光伏电站Grid-Connected PV Power Station 指接入公用电网（输电网或配电网）运行的光伏电站。2、组件Module（Solar Cell Module） 指具有封装及内部联接，能单独提供直流电的输出， 最小不可分割的太阳电池组合装置； 又称为光伏组件。3、太阳电池方阵 Array（Solar Cell Array） 由若干个太阳电池组件或太阳电池板在机械和电气上按一定方式组 装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元，地基、太 阳跟踪器、温度控制器等类似的部件不包括在方阵中，又称为光伏 方阵。,4,二、光伏电站相关术语介绍,4、汇流箱 Combiner 光伏发电系统中，将一定数量、规格相同的光伏组件串联起来，组 成一个个光伏串列，然后再将若干个光伏串列并联汇流后接入的装 置。5、逆变器 Inverter 用于光伏电站内将直流电变换成交流电的设备。我公司已有500KW 成型产品；我公司使用过的厂家有艾默生、合肥阳光、卡拉罗、 江苏兆伏等。6、光伏跟踪系统 PV tracking system 通过机械、电气及软硬件的联合作用，调整组件平面的空间角度， 实现对太阳入射角跟踪，提高发电量的装置。包括单轴跟踪系统、 双轴跟踪系统，但因成本及施工原因，目前国内工程涉及的较少。7、光伏支架PV support bracket 光伏发电系统中为摆放、安装固定太阳能面板设计的特殊的支架。,5,三、光伏电站施工,1、合同解读仔细理解合同条款，掌握设备供货清单及交货日期，了解要完成的施工项目及施工内容。乌兰柴达木20MWp光伏电站为例，供应设备有电池组件、升压箱变、站用箱变、接地箱变、隔离开关、二次设备（设备清单由技术人员和设计院协商，根据方案所需设备配置进行组屏设计形成）、综合自动化监控系统、远动设备、五防工作站、电能计费系统、火灾报警系统、安防监控系统、电缆、卫星电视、网络、电话、其它办公设备等。 2、设计方案光伏电站方案和设计图纸应该由设计院完成，但现在一般由设计提出总的要求，承包商具体设备选型，做组屏方案，结合设备生产厂家做原理和接线图纸，由设计院审核确认并完成系统原理和接线施工图。其中远动通讯设备设计院一般不做设计，由承包商咨询当地供电部门选型设备或委托当地供电部门生产采购。3、现场采购远动设备、施工辅料、网络、电视、电话等办公系统、安防监控系统、消防报警系统。,6,三、光伏电站施工,4、土建施工施工的前期必备手续：包括国土资源局的土地规划许可、建筑规划许可；环保局的环境影响评价报告、水土保持方案；安全部门的安全性评价、职业健康评价；消防部门的施工图报审；建设行政主管部门的施工许可证等。施工前期准备：按设计需求采购符合国标的合格设备、材料，加强质量验收，同时收集随设备装箱资料；并进行工程定位测量。施工包括场平，组件支架基础施工，逆变器、变电室、生活区建筑设施的施工，电缆沟及相关配套设施的施工。施工过程：会审设计图纸、领会设计意图、掌握工程特点，找出需要解决的技术错误并拟定解决方案，从而将因设计缺陷而存在的问题消灭在施工之前。图纸会审的深度和全面性将在一定程度上影响工程施工的质量、进度、成本、安全和施工的难易程度。在图纸会审时发现问题尽早处理，从而提高施工质量、节约施工成本、缩短施工工期，提高效益。,7,三、光伏电站施工,5、电气施工系统方案简介 乌兰一次系统图：主要工程设备高压柜直流柜交流电源柜保护屏公共测控屏通讯管理屏电度表屏远动柜,8,录波屏稳控装置光功率预测装置变压器差动保护短线路光纤纵差保护线路保护电能质量在线监测装置,乌兰光伏发电高压柜,35Kv高压隔离开关,MCR无功补偿系统,三、光伏电站施工,5、电气施工电力系统三道防线第一道防线在电力系统正常状态下通过预防性控制保持其充裕性和安全性（足够的稳定裕度），当发生短路故障时由电力系统固有的控制设备及继电保护装置快速、正确地切除电力系统的故障元件。第二道防线由安全稳定控制系统（装置）构成，针对预先考虑的故障形式和运行方式，按预定的控制策略，实施切机、切负荷、局部解列等控制措施，防止系统失去稳定。第三道防线由失步解列、频率及电压紧急控制装置构成，当电力系统发生失步振荡、频率异常、电压异常等事故时采取解列、切负荷、切机等控制等措施，防止系统崩溃。,9,三、光伏电站施工,5、电气施工电气设备安装准备阶段 施工之前组织参加施工的人员熟悉设计图纸，明确工艺的流程。在工程的过程中，选派一名精通继电保护专业、懂远动专业、熟悉一次设备的复合型人员为工作负责人，来指挥协调施工全过程。准备工作应满足以下条件：一是确定施工的任务，包括施工方案、施工技术交底记录和安全交底记录。二是施工现场一次设备安装完毕，电缆沟电缆支架安装完毕，现场设置好安全标示牌，做好安全措施。三是物资准备完成，产品安装前，开箱检查铭牌数据，产品外表应无损坏，还须对照清单查收零部件与携带的文件。四是标明电缆的编号、起始点、终点、型号准备好；编号管打印完成。五是在施工前开一次现场会议，讲清工作任务、施工要求和有关注意事项。电气施工阶段流程1、设备安装设备安装包括组件安装、汇流箱的安装、逆变器室设备安装、升压箱变安装、站用箱变安装、引出线高压设备安装、高压柜安装、户外高压设备安装、二次设备安装、监控设备安装、消防报警系统安装、安防监控系统安装、办公自动化设备安装等。,10,三、光伏电站施工,5、电气施工电气施工阶段流程2、电缆敷设负责人在电缆敷设前对二次图和电缆清册进行认真校核，科学制订计划，尽量减少敷设过程中的交叉穿越。敷设电缆，按照型号相同进行，每敷设一条，在电缆两端挂其相对应的电缆牌，（根据经验用标签纸贴好后再用透明胶纸包裹或医用胶布）。同时负责人负责检查和记录，防止漏放、错放和重放。每条电缆两端电缆牌要确保统一，电缆的两端的设备一定要正确，并且电缆预留长度满足接线要求即可，不宜过长或过短，造成浪费和带来不必要的麻烦。在敷设过程中电缆应从电缆盘上端引出，不应使电缆在支架上及地面摩擦拖拉，注意水管口、支架、墙孔刮伤电缆，对电缆进行有效防护。电缆在电缆井和电缆沟支架上的固定，要统一绑扎材料，绑扎手法，确保电缆在沟内整齐美观。敷设完毕后负责人尽快进行最后复核，无误后可清理电缆沟，盖回电缆沟板，防止外力破坏电缆和减少施工现场的不安全因素。3、制作电缆头 首先按照图纸确定电缆的接线位置，按顺序排好电缆，量好接线高度。剥电缆外皮和电缆头屏蔽层焊接接地线的时候严防切伤、烫伤芯线，以至损坏绝缘。电缆头要用长6cm、大小适中的热缩管套住，且高度一致。,11,三、光伏电站施工,5、电气施工电气施工阶段流程4、接线确定电缆顺序，剥除芯线部分绝缘层，接线完毕后套上编号管，最后检查、记录。注意在校线时所有线芯必须与设备断开，线芯之间无接触。校线完毕插上编号管后注意其保护，一般将芯线头弯曲，以防编号管丢失。盘柜、端子箱等电缆接线时，电缆牌和电缆的绑扎位置、方式、电缆芯弯曲路径进行统一，接线应排列整齐，固定牢固，芯线应按垂直或水平有规律地配置，应从上到下顺序排列，尼龙扎带绑扎高度要一致，每个端子的一侧接线宜为1 根，不得超过2 根。对于插接式端子，不同截面的两根导线不得接在同一端子上。5、检查恢复接线完成后，将所有芯线从端子排上断开进行一次校线，并随校随恢复，注意回路的接地，还要特别注意对CT、PT 回路的紧线，确保CT 回路无开路、PT 回路无短路。通讯线屏蔽层可靠接地; 各通讯端口可靠保护; 交流电源接地正确。屏上各标签框完整准确。任一元件应有明显标识: 控制保护屏上压板、开关、指示灯及装置名称标签; 控制保护屏后空气开关标签; 电度表屏上标签; 交流屏上空气开关标签; 直流屏上空气开关标签框; 各屏后端子排按单位做标识; 在计算机通讯线的插头上做标识标明用途。最后做好盘柜等的电缆口封板、填堵防火型有机堵料和接地安装。屏蔽接地线按一定长度编织，压接线鼻大小适中且焊锡牢固，端部用热缩管套好，盘柜间的连接要用多股软铜线，并与地网可靠连接。,12,三、光伏电站施工,6、电气试验1、前期准备阶段首先应对整个站二次综合自动化系统设备进行全面了解, 包括综合自动化装置的安装方式, 控制保护屏、公用屏、电度表屏、交流屏、直流屏的数量和主要功能; 了解一次主接线, 各间隔实际位置及运行状态; 进行二次设备外观检查, 主要有装置外观是否损坏, 屏内元件是否完好, 接线有无折断、脱落等; 检查各屏电源接法是否准确无误, 无误后对装置逐一上电, 注意观察装置反应是否正确, 然后根据软件组态查看、设置装置地址; 连好各设备之间通讯线, 调试至所有装置通讯正常, 在后台机可观察装置上送数据。 2、调试阶段这个阶段包括一次、二次系统的电缆连接、保护、监控等功能的全面校验和调试。首先检查调试一次、二次系统的电缆连接,主要有以下内容:1、开关控制回路的调试给上直流屏控制电源、储能电源或合闸电源, 检查一次开关侧储能电源或合闸电源保险是否合上, 以免合闸时烧毁合闸线圈。合上装置电源开关和控制回路开关, 手动逐一分合断路器, 检查控制回路、断路器位置指示灯颜色是否正确，反应是否正常。如发现控制断路器位置指示灯熄灭或红绿灯全亮, 要立即关闭控制直流电源, 查找原因。应注意如果装置跳合闸保持回路需要与断路器操动机构跳合闸电流配合时, 继电器保持电流是否与断路器控制回路实际电流值匹配。如果不匹配, 当继电器保持电流比实际电流小时, 将烧毁跳合闸保持继电器; 当比实际电流大时, 跳合闸不可靠或跳合不成功。,13,三、光伏电站施工,6、电气试验2、断路器本身信号和操动机构信号调试1、弹簧操动机构检验弹簧未储能信号正确。弹簧未储能信号应接在装置的正确位置, 且要求在未储能时, 接点闭合用以闭锁线路重合闸,。若正确, 断路器合上后装置面板应有重合闸充电（达到装置充电条件时）标志显示。 2、液压操动机构检验压力信号是否齐全, 后台机SOE 事件名称、时间显示是否正确,报警应正确。 3、SF6开关气体压力信号应在后台机上正确显示SOE 事件名称、时间,报警正确。 3、开关量状态以及在后台机上的显示逐一拉合一次侧断路器、刀闸, 查看后台机SOE 事件名称、时间是否正确, 断路器、刀闸状态显示是否正确。若状态与实际相反,是断路器、刀闸辅助触点常开、常闭接反。此时, 可通过更改电缆接线或后台机遥信量组态改正, 但改后台机遥信量特性组态“ 常开”为“ 常闭”时, 在调度端也应做相应改动。 4、主变压器本体信号的检查1、 主变压器本体瓦斯、温度、压力等信号在后台机上显示的SOE 事件名称、时间是否正确; 重瓦斯信号、压力信号应响电笛并跳主变各侧断路器, 轻瓦斯、温度高信号应响电铃（无人职守变电站可以省去电笛、电铃等报警系统）。,14,三、光伏电站施工,6、电气试验2、查主变压器分接头档位和调节分接头过程在后台机显示是否正确。 3、查变压器温度在后台机显示是否正确。一般主变压器测温电阻应有三根出线, 一根接测温电阻一端, 另两根共同接测温电阻另一端用以补偿从主变压器到主控室电缆本身的电阻, 提高测温的精度。在测温装置上也应按此方式连接, 否则测出的温度不准, 接错时是最小值。,15,5、二次交流部分的检查1、用升流器在一次侧对A, B, C 三相分别加单相电流, 对二次电流回路进行完整性检查。不应开路或串到其他回路, 有效值、相别应正确。在装置面板查看保护电流回路数值、相别和测量回路电流数值、相别; 在电度表屏用钳型表测量计度电流, 最后在后台机查看电流显示。 2、用调压器在PT 二次侧A, B, C 三相分别加单相电压57 V 。注意观察该母线段所有保护、测量、计量电压回路应都有电压, 其他母线段设备无电压, 相别反映正确。用万用表量电度表屏计度电压, 查看装置面板、后台机电压显示值是否正确。加三相电压, 用看计度、测量、保护电压相序。启动PT 切换功能（电压并列装置）, 本电压等级一、二段母线均应有正确电压显示, 而其他母线段二次侧无电压。,三、光伏电站施工,6、电气试验6、功能调试1、检验保护装置精度，定值及传动断路器, 在后台机上应报保护动作信息、开关变位信息和显示动作时刻数据。若装置带同期功能时, 应找准线路侧电压和母线侧电压基准点, 即当同期电压取相电压或线电压时线路侧UXN 与母线侧UN 短接。 2、监控部分功能的调试。检查后台遥控断路器、主变压器分接头、电动刀闸应正确无误。若遥控断路器不成功, 主要有如下原因: 测控装置或控制回路未上电; 直流屏合闸电源未合或一次开关处合闸保险未给上; 测控装置未接通; 装置远方/就地切换开关在就地位置; 装置未采到远方/就地切换开关位置; 断路器位置不能在后台机上正确显示; 控制回路接线不正确。按最终完整一次系统图纸做好监控一次系统图, 详细核对开关、刀闸编号, PT和CT 变比, 将模拟量、脉冲量系数设置正确。系统图、网络图、棒图、实时报表、历史报表等图表应按要求进行设计、组态,做到完整准确。 3、打印功能的调试。要求打印机设置正确, 打印图形、报表完整美观, 大小合适。自动打印功能( 告警信息自动打印、保护信息自动打印和日报表、月报表的自动打印) 及时准确, 完整美观; 手动打印功能( 保护动作数据的打印, 保护定值的打印, 系统图、网络图、棒图、曲线、实时报表、历史报表的打印) 完整美观, 符合运行管理要求。 4、声音报警功能。对断路器、刀闸等开关量加声音报警功能; 对保护动作信息加声音报警功能。与智能直流屏、智能电度表、GPS、五防等装置的通讯应正确。,16,三、光伏电站施工,6、电气试验6、功能调试5、远动功能的调试。投运远动首先要和调度端协调以下技术内容: 通道为模拟方式或数字方式; 通讯方式为同步或异步;准确的通讯速率; 如通道为模拟方式, 调制解调器中心频率; 调度端站址和本站站址; 帧功能码( 一般按标准CDT 规约即可) ; 调度端遥控序号为10 进制或16 进制; 遥测量数量、顺序及名称, 频率数据采用格式( 普通模拟量或BCD 码) ; 遥信量数量、顺序及名称; 遥控量数量、顺序及名称; 电度量数量、顺序及名称; 向调度端提供遥测、遥信、遥控、遥脉信息表。以上各项协调内容应与调度端完全一致, 否则数据传送有误, 严重时就不能进行通讯。在调试过程中, 对变电所上行信息和下行信息分别进行调试。上行信息包括调度端反映遥信量应正确, SOE 量、遥信变位能正确捕捉,模拟量反映正确, 电度量正确。下行信息有调度端遥控断路器、刀闸正确, 遥调主变档位正确; 需要调度端校时, 校时正确。关于远动通道、报文调试的方法, 远动调试时用串口调试软件来看远动报文。对于数字通道,直接将笔记本232 口插在远动通讯口,可直接观察到数据文。对于模拟通道, 查看远动信号是否上送, 可采用以下方法: 用交流电压表测量应在0.4 V1.3 V 之间, 最好在0.7V 左右( 电压过低信号接收不好, 电压过高则干扰载波相邻话音通道) 。,17,三、光伏电站施工,6、电气试验3、带负荷测试1、差动保护极性校验 主变带一定负荷之后, 才能判断出主变压器差动极性。看保护装置采样值, 将能看到某一时刻主变电流采样数据。可参看采样数据中的差流数据的大小判断差动极性（电流0.5A以上）, 也可通过对各相电流的大小合角度分析差动极性。2、带方向保护的方向校验线路带一定负荷之后, 保护装置调采样值, 通过观察同时刻相电压与同相电流间的电压电流数据进行分析。例如: 线路输送功率为从变电站向线路送电, 则A 相电压超前A 相电流一定角度( 最大不超过180), 否则线路保护方向错误。 同理, 可校验B, C 两相。3、后台机显示校验后台机显示电压、电流是否准确。显示不正确, 应看后台机PT,CT 变比设置是否正确, 再查看二次接线是否有误, CT是否被短接。 后台机显示线路、主变各侧功率是否准确。功率方向应沿袭保护方向规定, 即按功率流入母线为负, 流出母线为正, 这样也可保证保护方向基本正确。采取以下方法分析: 装置计算功率采用电流相数是否与实际一次CT 对应, 即两表法还是三表法表测功率, 如实际CT 为两相, 而采用三表法计算功率则误差很大。后台组态中CT, PT变比是否正确设置, ,18,三、光伏电站施工,6、电气试验3、带负荷测试3、后台机显示校验CT 回路接线是否正确, CT是否被短接。计算功率是否与显示一致。如不一致, 则测装置电压相序是否正确, 如电压相序正确, 则某相电流相序或极性必不正确。此时, 可在开关柜端子排依次短接A, B, C 三相电流,并摘掉端子排至主控室或柜上装置电流线, 在后台机上观察三相电流显示数据是否正确变化, 由此, 可排查出开关柜端子排到主控室内电流相序。若电流相序正确, 应查电流极性正确与否。各电压等级母线上进出有功功率应平衡: 各母线上所有受电间隔有功功率之和与送电间隔有功功率之和应相等。如不相等, 可根据变电所实际运行状态判断哪个功率点功率方向不正确, 功率反的功率点将CT极性对调即可。需要注意的是:主变送电侧、受电侧有功功率、无功功率不一定完全相等, 由于主变传输的是视在功率, 只要送电侧视在功率等于受电侧视在功率即可。 检查后台机显示开关刀闸位置是否正